TWI548791B - 用於牽伸配置之頂滾輪及用於生產及組裝該頂滾輪的方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於牽伸配置之頂滾輪，其包含：一軸中心件及具有軸承螺栓之兩個軸頸軸承，軸承螺栓經配置於該軸中心件之相反側上，且在其自由端上配置至少一各別滾動軸承，該滾動軸承用於安裝一外環。本發明進一步係關於一種用於生產及組裝頂滾輪之方法。
自德國公開申請案DE 20 61 433 A1或DE 20 61 434 A1已知開始提到的類型之頂滾輪。DE 20 61 433 A1及DE 20 61 434 A1描述一種具有管狀中心件之頂滾輪，其中藉由兩個分開的半軸來緊固軸頸軸承。藉由非切割成形自管部分生產軸中心件。
然而，自公開申請案DE 20 61 433 A1或DE 20 61 434 A1已知之頂滾輪迄今已僅用於頂滾輪之特殊設計中，例如，當外部軸承直徑僅比軸直徑稍大，以便能夠用小的徑向裝設空間施加仍然儘可能大的像膠蓋之橫截面時。藉由雙側軸承密封件，在每一情況下需要個別密封件構形。頂滾輪之此個別設計不適合於大量各種各樣的類型之應用。
本發明之目的為以可使頂滾輪之生產及組裝標準化及自動化之方式簡化用於牽伸配置之頂滾輪。
根據本發明，藉由申請專利範圍第1項之特性化特徵及方法申請專利範圍第15項達成此目的。
進一步有利的發展為附屬申請專利範圍之主體。
根據申請專利範圍第1項，提議將各種軸中心件提供用於各別頂滾輪且使軸中心件適合頂滾輪攜載及配重臂之各別、不同區段及/或鞍形物形狀，其中孔經配置於該等軸中心件中之任一側上以套接該等軸承螺栓，安裝所需之所有軸承裝置經配置於該軸承螺栓上，使得當組裝該頂滾輪時，可獨立於與該滾動軸承及外環一起使用之軸承螺栓進行軸中心件之選擇，以適合不同區段及/或鞍形物形狀。軸中心件之簡化及調適之構形使得在牽伸配置上的區段及鞍形物形狀之所有變化特徵經整合至軸中心件中，其允許對不同類型的牽伸配置之靈活及多樣的使用，無需在頂滾輪之生產及組裝期間進行軸承螺栓之交換或調適。
詳言之，在軸中心件中之任一側上的孔可始終具有均勻深度以用於壓入軸承螺栓。此導致將軸承螺栓按壓至軸中心件之孔內的始終相同之按壓動作。
軸中心件之在末端處的直徑可此外始終對應於軸中心件之最大存在直徑。
軸中心件之最大存在直徑較佳地位於該軸中心件與外環之重疊區域中。因此使介於軸中心件與外環之間的待密封的環面最小化。
此外，用以在頂滾輪攜載及配重臂之鞍形物中插入頂滾輪的軸中心件之階梯狀區之直徑及長度可根據各種類型的鞍形物形狀之直徑及寬度而變化。
為此目的，在軸中心件上的直徑分段之過渡應為均勻的。藉由此措施可易於實現適合各種類型之牽伸配置所需的鞍形物形狀之多樣性，自製造經濟之觀點看，生產特別有利。
以上列出的頂滾輪之發展用以在結構上設計頂滾輪，使得可用可用於所有類型之牽伸配置之極少的相同零件且以高度靈活性在大量變體中以最低可能的裝設、處理及組裝成本來生產其。根據本發明之軸中心件(獨立於變體)至少在與軸承螺栓之重疊區域中始終具有全部類型範圍之最大存在直徑作為標準直徑。此外，根據中心位置中之直徑及寬度，對於具體類型之鞍形物形狀，軸中心件具有與最多種多樣的牽伸配置之具體導桿及上部帶固持器合作之彼等中心件部分。由於在軸中心件與外環之重疊區域中之直徑方面的軸中心件之標準化，鞍形物側密封件亦減小至一單一實施例，其簡化了零件規劃且僅需要一種組裝裝置。在軸中心件上的直徑分段之過渡之均勻構形允許以簡化方式應付鞍形物形狀之多樣性。此外，在軸中心件上的直徑分段之均勻過渡允許藉由機器控制之可快速轉換程式用同樣的工具以最低可能花費生產鞍形物形狀之變體。另一優勢在於，尤其由於距面向軸中心件之滾動軸承之小間距，軸中心件之重疊區域對在軸承螺栓上的軸承之良好穩定有影響。
軸承螺栓可較佳地具有均勻長度，其與使用之軸中心件無關。與軸中心件中的孔之均勻深度相結合，軸承螺栓始終具有同一壓入配合長度。以此方式，對於頂滾輪之全部不同類型，減少了用於在生產期間且尤其在組裝期間之轉換的花費。軸承螺栓之壓入動作始終相同，使得在由區段引起變化之情況下，僅必須在組裝配置之一側上根據改變之區段將壓入單元移位。
詳言之，軸承螺栓具有均勻直徑。此簡化了生產，因為對於所有軸承螺栓，棒形起始材料始終具有同樣的尺寸，而與用於某一牽伸配置類型的頂滾輪之構形無關。
在此情況下，壓入深度可始終至少對應於軸承螺栓之外徑的1.5倍。對於所使用之各種軸中心件，固定於此值已證明在軸承螺栓與軸中心件之連接的穩定性方面特別有利。
軸承螺栓及外環可較佳地在每一情況下具有球形滾動體軌道，其相對於外環之徑向中心平面對稱配置。此處，軸承螺栓及外環之滾動體軌道之輪緣高度應處於滾動體直徑之5%與15%之間。藉由減小輪緣高度來使軸承螺栓之直徑最佳化且固定壓入配合長度及軸中心件之範圍直至距滾動軸承之罩背部(cage back)的小間距，允許在軸承螺栓與軸中心件之間的功能上牢固連接(甚至在短的頂滾輪區段及小且廣的鞍形物形狀之情況下)。
在較佳的發展中，除了滾動體軌道外的軸承螺栓之表面可為不分段的。此對軸承螺栓之生產過程的簡化有影響，因為軸承螺栓不必經歷任何表面機械加工(除了用於滾動體軌道之凹座外)。
有利地，在軸頸軸承中提供密封唇及蓋，藉由密封唇及蓋，相對於周圍環境密封至少一滾動軸承。在此情況下之密封唇及蓋具有相同外徑及相同外部輪廓。
在此情況下，在外軸承的面向軸承螺栓之內部上，外軸承可具有徑向凹座，其用以緊固密封唇或蓋。在改變軸中心件的選擇以用於適合另一區段及/或鞍形物形狀之情況下，由於連接至密封部件、軸中心件及外環的組件之標準化，因此亦可使密封部件標準化。
根據方法項申請專利範圍第15項，提議為了適合不同區段及/或鞍形物形狀，軸中心件具備一中心部分，其適合此等不同區段及/或鞍形物形狀，同時軸中心件之用以套接軸承螺栓的末端部分在其外徑及孔深度方面被標準化，安裝所需之所有軸承裝置經配置於該軸承螺栓上，使得在頂滾輪之組裝期間，可獨立於與滾動軸承及外環一起使用的軸承螺栓進行軸中心件之選擇以適合不同區段及/或鞍形物形狀。
以下將借助於在圖式中展示之實施例更詳細地描述本發明。
圖1描繪頂滾輪1之示意圖，其包含一軸中心件2及兩個軸頸軸承3。各別軸頸軸承3具有：一軸承螺栓4，藉由其可將軸頸軸承3壓入至軸中心件2中之孔5內；及至少一滾動軸承6，其用以安裝外環7。在圖1中，包含滾動體6及罩14之兩個滾動軸承經配置於軸承螺栓4之自由端上。為了相對於周圍環境密封軸頸軸承3，在面向軸中心件2之側上提供一密封唇8，同時將閉合蓋9配置於遠離軸中心件2之側上。為了達成滾動軸承6之終生潤滑，可在軸頸軸承3之內部中在滾動軸承6之間提供潤滑油供應。
藉由引入於外環7之內部上的徑向凹座11將蓋子9或密封唇8緊固至軸頸軸承3，蓋9或密封唇8嚙合在該等凹座中。密封唇8為圓柱形且具有U形橫截面，因此，密封唇8擱在外環7之內部上及軸中心件2之表面上，在軸向上延伸，如圖1中所示。
根據圖1之軸中心件2具有一中心部分10，其在其軸向範圍S1上與牽伸配置之具體導桿或上部帶固持器對應。在軸中心件2與軸頸軸承3之重疊區域中，軸中心件2具有一與用於各種鞍形物形狀及區段的中心部分10之變化無關的始終具有最大存在直徑D且對於所有軸中心件2皆經標準化之部分。軸中心件2選擇性地具有防腐蝕及防磨損之塗層。
在大於/等於80mm之較大區段之情況下，較佳地自具有精確容差直徑之棒材料生產軸中心件2，該精確容差直徑對應於重疊區域中的軸中心件2之標準化直徑D。
對於小於/等於80mm之較短區段，可選擇性地自具有標準化外徑之管生產軸中心件2，該管僅在具有精密量測容差之區域中經機械修整，諸如，在用於套接具有均勻長度之軸承螺栓4之孔5中。軸中心件2之生產及其上的軸頸軸承3之組裝得以簡化，因為孔5之孔深度B經標準化，因此軸承螺栓4至軸中心件2內之壓入深度B始終相同，而與外環7之尺寸無關。
圖2展示具有比圖1中大的區段之頂滾輪1'。該結構與圖1中展示的頂滾輪1之實施例相同。根據圖1之頂滾輪1與根據圖2之頂滾輪1'之間的差異僅在於軸中心件2'之長度(詳言之，在頂滾輪1'之對應於適合於另一牽伸配置或類型的牽伸配置之不同區段及/或鞍形物形狀的中心部分10'之軸向範圍S2中)及外環7'之較長構形中。因此，壓入深度B在此處亦與圖1中描述之變體相同。
參看圖1及圖3更詳細地描述根據本發明的頂滾輪1之軸頸軸承3。為了簡化及標準化，軸承螺栓4具有均勻長度L及均勻直徑d。對於所有軸中心件2、2'，軸承螺栓4之長度L及均勻直徑d相同，而與軸中心件2、2'之軸向範圍S1、S2無關。軸承螺栓4不分段且僅具有在實心區中磨削成的兩個球形軌道12，該等球形軌道12用以導引滾動體6。對應於軸承螺栓4上之軌道12，外環7在其內部亦具有球形軌道14。此外，如已陳述，將徑向凹座11引入至外環7之內部，且用於密封部件之配置。此外，外環7具有直的不分段之內表面。外環7經設計成相對於其中心平面M完全對稱，因此在組裝期間無需定向饋料。軸承螺栓4之軌道12及外環7之軌道14的輪緣高度處於滾動體直徑6之5%至15%的範圍中。軌道12、14在軸承螺栓4及外環7上之配置經選擇，使得在面向蓋9的側上之軸承螺栓4具有最大突出，其對應於軸承螺栓4之直徑d的0.25倍，而在面向密封唇8之側上，突出對應於軸承螺栓4之直徑d的至少1.5倍。外環7及軸承螺栓4之對稱形狀確保了在製造及組裝程序中零件的非常簡單且可靠的供應。詳言之，其直形狀及平滑表面減少了來自在組裝前的製造步驟之塵土及碎屑黏附之危險，且有利於在零件之製造末期的清潔製程。
軸頸軸承3之結構及設計使得所需的軸承器件整合至軸頸軸承3內。另一方面，軸中心件2被專屬地設計，使得僅藉由軸中心件2、2'之交換，頂滾輪1可在其生產及組裝期間適合頂滾輪攜載及配重臂之不同區段及/或鞍形物形狀。
1．．．頂滾輪
1'．．．頂滾輪
2．．．軸中心件
2'．．．軸中心件
3．．．軸頸軸承
4．．．軸承螺栓
5．．．孔
6．．．滾動軸承/滾動體
7．．．外環
7'．．．外環
8．．．密封唇
9．．．蓋/蓋子
10．．．中心部分
10'．．．中心部分
11．．．徑向凹座
12．．．軌道
14．．．軌道/罩
B．．．壓入深度
D．．．直徑
d．．．直徑
L．．．長度
S1．．．軸向伸展
S2．．．軸向伸展
圖1展示具有一短區段的管滾輪之示意性縱向剖視圖；
圖2展示具有一大區段的管滾輪之示意性縱向剖視圖；
圖3展示根據圖1的軸頸軸承之示意圖。
1．．．頂滾輪
2．．．軸中心件
3．．．軸頸軸承
4．．．軸承螺栓
5．．．孔
6．．．滾動軸承/滾動體
7．．．外環
8．．．密封唇
9．．．蓋/蓋子
10．．．中心部分
B．．．壓入深度
D．．．直徑
S1．．．軸向範圍
Claims (15)
- 一種用於一牽伸配置之頂滾輪(1、1')，其包含一軸中心件(2、2')及具有軸承螺栓(4)之兩個軸頸軸承(3)，該等軸承螺栓(4)經配置於該軸中心件(2、2')之相反側上，且在其自由端上配置至少一各別滾動軸承，該滾動軸承用以安裝一外環(7、7')，其特徵在於，各種軸中心件(2)經提供用於一各別頂滾輪且適合頂滾輪攜載及配重臂之各別、不同區段及/或鞍形物形狀，其中孔經配置於該等軸中心件(2、2')中之任一側上以套接該等軸承螺栓(4)，安裝所需之所有該等軸承裝置經配置於該軸承螺栓(4)上，使得當組裝該頂滾輪(1)時，為適合不同區段及/或鞍形物形狀而對該軸中心件(2、2')之選擇可獨立於與該滾動軸承(6)及外環(7、7')一起使用之該等軸承螺栓(4)進行。
- 如申請專利範圍第1項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，在該軸中心件(2、2')中之任一側上的該等孔(5)始終具有一均勻深度(B)以用於壓入該等軸承螺栓(4)。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該軸中心件(2、2')之直徑(D)始終在末端處對應於該軸中心件(2、2')之最大存在直徑。
- 如申請專利範圍第3項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該軸中心件(2、2')之最大存在直徑(D)被配置於該軸中心件(2、2')與該外環(7、7')之重疊區域中。
- 如申請專利範圍第1項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，用以在頂滾輪攜載及配重臂之鞍形物中插入該頂滾輪(1、1')的該軸中心件(2、2')之該直徑及階梯狀區(S1、S2)之長度可根據各種類型的鞍形物形狀之直徑及寬度變化。
- 如申請專利範圍第5項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，在該軸中心件(2、2')上的直徑分段之過渡係均勻的。
- 如申請專利範圍第1項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該等軸承螺栓(4)具有一與所使用之該軸中心件(2、2')無關的均勻長度(L)。
- 如申請專利範圍第1項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該等軸承螺栓具有一均勻直徑(d)。
- 如申請專利範圍第8項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該壓入深度(B)始終對應於該軸承螺栓(4)之該直徑(d)的至少1.5倍。
- 如申請專利範圍第1項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該軸承螺栓(4)及該外環(7、7')在每一情況下具有球形球軌道(12、14)，該等球形球軌道相對於該外環(7、7')之徑向中心平面對稱性地配置。
- 如申請專利範圍第10項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該等軸承螺栓(4)及該外環(7)之該等滾動體軌道(12)的輪緣高度處於該滾動體(6)之直徑之5%與15%之間。
- 如申請專利範圍第10項或第11項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，除了該等滾動體軌道(12)外，該等軸承螺栓(4)之表面不分段。
- 如申請專利範圍第1項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，一密封唇(8)及一蓋(9)提供於該等軸頸軸承(3)中，藉由該密封唇(8)及該蓋(9)相對於周圍環境密封該至少一滾動軸承。
- 如申請專利範圍第12項之頂滾輪(1、1')，其特徵在於，該外環(7、7')在其面向該軸承螺栓(4)之內側上具有徑向凹座(11)，該等徑向凹座(11)用以緊固該密封唇(8)或該蓋(9)。
- 一種用於生產及組裝一用於一牽伸配置之頂滾輪(1、1')之方法，根據申請專利範圍第1項至第14項中任一項，該頂滾輪(1、1')具有一軸中心件(2、2')及具有軸承螺栓(4)之兩個軸頸軸承(3)，該等軸承螺栓(4)經配置於該軸中心件(2、2')之相反側上，且在其自由端上配置至少一各別滾動軸承，該滾動軸承用以安裝一外環(7、7')，該方法之特徵在於，為了適合不同區段及/或鞍形物形狀，該軸中心件具備一適合此等不同區段及/或鞍形物形狀的中心部分(10、10')，同時該軸中心件(2、2')之用以套接該等軸承螺栓(4)的末端部分係以一在其外徑及孔深度方面標準化的方式被構形，安裝所需之所有該等軸承裝置被配置於該軸承螺栓(4)上，因此在該頂滾輪(1)之組裝期間，可獨立於與該滾動軸承及外環(7、7')一起使用的該等軸承螺栓(4)進行為了適合不同區段及/或鞍形 物形狀而對該軸中心件(2、2')之選擇。
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